白熾燈發(fā)光靠的是燈泡里的燈絲。燈絲是由鎢制成的，它的熔點(diǎn)是3410℃。當(dāng)白熾燈通電后，螺旋狀燈絲的溫度可以超過(guò)2000℃，達(dá)到白熾化狀態(tài)，燈泡就發(fā)出了光。所以，我們說(shuō)，白熾燈是利用電流的熱效應(yīng)來(lái)工作的。白熾燈工作時(shí)，把電能轉(zhuǎn)化為光能。家庭常用白熾電燈的發(fā)光效率在10%左右，平均壽命約為1000h。

一只白熾燈，接在家庭電路中，工作一段時(shí)間后，發(fā)出燈光的亮度要比原來(lái)暗一些。這是為什么？

很多人認(rèn)為，白熾燈在工作一段時(shí)間后，由于做成燈絲的金屬鎢在高溫下升華，燈絲變細(xì)了，而燈絲的長(zhǎng)度是不變的，所以燈絲的電阻就變小了。接在家庭電路中的白熾燈，它兩端的電壓是不變的，由電功率公式P=U2/R可知，燈絲的實(shí)際功率變小，燈泡的亮度變暗。

這種看法是正確的。但白熾燈的燈絲變細(xì)，只是燈泡發(fā)光亮度變暗的一個(gè)原因。白熾燈的燈泡壁變黑，是燈泡發(fā)光亮度變暗的另一個(gè)原因。

白熾燈燈絲的鎢在高溫下升華時(shí)，極少的一部分固態(tài)鎢變成氣態(tài)的鎢，充斥在燈泡內(nèi)。其中，一部分氣態(tài)的鎢，在溫度稍低的燈泡壁上發(fā)生凝華，變成固態(tài)的鎢附著在燈泡壁上。由于金屬鎢是黑色的，這些附著在燈泡壁上的黑色的鎢，就使燈泡壁的透光性變差，燈絲發(fā)出的光由燈泡壁射出時(shí)，也就變暗了。

綜合以上分析，我們認(rèn)為，白熾燈工作一段時(shí)間后，發(fā)出的燈光比原來(lái)暗的的原因是：燈泡的燈絲變細(xì)，燈泡的實(shí)際功率變��；燈泡壁的透光性變差。在這兩個(gè)影響因素中，剛開(kāi)始使用燈泡時(shí)，“燈絲變細(xì)，燈泡的實(shí)際功率變小”，是白熾燈的燈光變暗的主要原因。隨著燈泡使用時(shí)間的增長(zhǎng)，“燈泡壁的透光性變差”，則成了白熾燈發(fā)光變暗的主要原因。

以上分析過(guò)程中，涉及到兩個(gè)問(wèn)題，一是白熾燈的亮度，是由它的實(shí)際電功率決定的；二是白熾燈的電功率用P=U2/R來(lái)計(jì)算。

關(guān)于第一個(gè)問(wèn)題，最近一段時(shí)間，是昆明市初中物理學(xué)界討論的一個(gè)熱門(mén)話題。原因是，昆明市2019年初中物理課堂教學(xué)比賽中，競(jìng)賽的課題中有“電功”和“電功率”。 2019年12月10日，在昆明市第十中學(xué)（白塔校區(qū)）舉行的市級(jí)公開(kāi)課上，昆明市第十中學(xué)的張老師授課的題目也是“電功”。不論是“電功”的課堂教學(xué)，或是“電功率”的課堂教學(xué)，授課老師均涉及到了這個(gè)問(wèn)題，而大家對(duì)這一問(wèn)題的看法不一致。

昆明市教科院給出的的結(jié)果是，白熾燈泡的亮度不是由它的實(shí)際電功率決定的。并且還舉出了如下的實(shí)例：20W的節(jié)能燈和20W的白熾燈，都接在220V的家庭電路中，20W的節(jié)能燈要比20W的白熾燈亮得多。

對(duì)此結(jié)果，我不敢茍同。

誠(chéng)然，影響白熾燈泡亮度的因素不止一個(gè)，燈泡的實(shí)際電功率只是影響燈泡亮度的一個(gè)因素。但是，白熾燈泡的實(shí)際功率是影響燈泡亮度的一個(gè)極為重要的因素。所以，從某種意義上說(shuō)，白熾燈的亮度決定于它的實(shí)際電功率。因此，在初中階段的物理教學(xué)中，我們可以認(rèn)為，白熾燈的亮度決定于它的實(shí)際電功率。在實(shí)驗(yàn)中，我們可以用白熾燈泡的亮度，顯示白熾燈泡的電功率的大小。一些教科書(shū)，比如人教版的教科書(shū)，就是這樣的。

至于用20W的節(jié)能燈正常發(fā)光的亮度和20W的白熾燈正常發(fā)光的亮度相比，我認(rèn)為是犯了一個(gè)不應(yīng)該的錯(cuò)誤：采取不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。20W的節(jié)能燈和20W的白熾燈是不同種類(lèi)的燈泡，它們的發(fā)光原理是不一樣的。

初中物理教學(xué)中，之所以可以認(rèn)為白熾燈的亮度決定于它的實(shí)際電功率，一是初中物理實(shí)驗(yàn)中使用的小燈泡是白熾燈泡，討論有關(guān)問(wèn)題時(shí)基本上只涉及白熾燈；二是在日常生活中，人們大多還在使用白熾燈，在不違反知識(shí)科學(xué)性的同時(shí)，可以解釋實(shí)際生活中的有關(guān)現(xiàn)象；三是利于糾正學(xué)生頭腦中存在的“白熾燈的亮度決定于它兩端的電壓或通過(guò)它的電流”的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。

對(duì)于第二個(gè)問(wèn)題，也就是用P=U2/R來(lái)計(jì)算白熾燈電功率的問(wèn)題。我們知道，P=U2/R是由P=UI和I=U/R得出的，所以P=U2/R的使用條件和I=U/R是一樣的，即適用于線性元件，也就是初中物理所說(shuō)的純電阻電路。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們已經(jīng)知道，白熾燈的電阻要隨著燈絲溫度的升高而增大。所以，嚴(yán)格來(lái)講，用P=U2/R計(jì)算白熾燈的電功率是不合適的。在前面的博文中，已經(jīng)涉及到這個(gè)問(wèn)題，就是當(dāng)白熾燈兩端的電壓變化不大時(shí)，I=U/R可以使用，當(dāng)然，我們也可以使用P=U2/R來(lái)討論相關(guān)的問(wèn)題。

本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/chuzhong/1298666.html

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